Teknik genome editing merupakan teknik pemuliaan presisi untuk memperbaiki sifat tanaman dengan cara mengedit gen
penyebab sifat ini secara spesifik. Teknik ini dapat didesain agar tanaman produknya tidak mengandung gen asing dan
perubahan sekuen DNA-nya tidak dapat dibedakan dengan produk hasil mutasi gen yang selama ini dianggap aman dan tidak
diregulasi khusus. Oleh karenanya, produk teknik genome editing di beberapa negara juga tidak diregulasi khusus seperti
tanaman produk rekayasa genetik (PRG), meskipun proses perakitannya memakai DNA rekombinan dan transformasi
genetik. Brasil, sebagai negara peratifikasi Protokol Cartagena seperti halnya Indonesia, bahkan mengeluarkan peraturan
khusus yang memberikan dispensasi pada beberapa jenis produk genome editing sehingga tidak perlu melewati regulasi
seperti tanaman transgenik. Langkah-langkah yang ditempuh oleh negara-negara lain dalam meregulasi produk genome
editing dapat dijadikan pertimbangan dalam menyusun regulasi di Indonesia, agar tercipta iklim yang mendukung pemanfaat-
an teknologi potensial ini dengan tetap memerhatikan dihindarinya dampak negatip terhadap kesehatan manusia dan
lingkungan. Tujuan tinjauan ini ialah memberi informasi tentang perkembangan teknik genome editing pada tanaman, analisis
risiko keamanan hayatinya dibandingkan dengan tanaman produk pemuliaan konvensional, serta perbandingan regulasinya di
berbagai negara dalam konteks regulasi produk PRG sebagai bahan pertimbangan penyusunan peraturan penjaminan
keamanan hayati di Indonesia yang merupakan negara peratifikasi Protokol Cartagena.
Sistem seleksi yang menghasilkan tanaman yang
superior telah dilakukan selama ribuan tahun dalam
bidang pertanian. Dengan dirumuskannya hukum
Mendel tentang pewarisan sifat pada tahun 1866, pe-
muliaan tanaman mulai dirintis dengan menyilangkan
genotipe yang superior dengan genotipe lain yang
kompatibel untuk mendapatkan sifat-sifat yang lebih
baik lagi, seperti peningkatan kualitas produk dan
produktivitas, dan/atau perbaikan ketahanan hama
dan penyakit (Hartung dan Schiemann 2014).
Setelah diketahui bahwa gen merupakan pe-
nyebab adanya sifat-sifat yang menguntungkan dan
merugikan, sejak awal abad ke-20 dikembangkanlah
pemuliaan dengan mutasi gen atau mutagenesis
dengan mempergunakan bahan kimia dan radiasi
(Muller 1927). Mutasi yang dihasilkan bersifat acak
dan tidak spesifik sehingga DNA yang terdampak
dapat mencapai ratusan basa dan bisa memengaruhi
beberapa gen sekaligus. Oleh karena itu, mutagene-
sis harus diteruskan dengan proses seleksi ratusan
hingga ribuan mutan untuk mendapatkan mutan
dengan sifat yang diinginkan dan mengeliminasi
mutan-mutan yang membawa karakter yang tidak
diinginkan.
Sejak pertengahan tahun 1990-an, kemajuan
dalam bidang biologi molekuler memungkinkan di-
kembangkannya teknologi rekayasa genetik yang
dapat menghasilkan tanaman dengan sifat yang tidak
dapat dikembangkan melalui pemuliaan konvensio-
nal. Dengan teknik ini, sifat yang diinginkan dapat
ditambahkan melalui gen yang disisipkan ke dalam
genom tanaman target, dan gen ini dapat diper-
oleh dari spesies, genus, kelas, bahkan kerajaan lain
(Bahagiawati 2004). Contoh tanaman produk reka-
yasa genetik (PRG) ini yaitu tanaman kapas Bt yang
tahan hama dan padi emas yang mengandung beta
karotin (Cressey 2013). Keduanya tidak pernah di-
temukan di alam dan mustahil dikembangkan me-
lalui pemuliaan konvensional. Akan tetapi, tidak ada-
nya contoh tanaman semacam itu di alam juga me-
nimbulkan pertanyaan akan pengaruhnya ke kese-
hatan manusia dan lingkungan.
Untuk memastikan keamanan produk-produk
hasil rekayasa genetik ini, disusunlah beberapa per-
aturan yang bersifat internasional, seperti Protokol
Cartagena dan Codex Alimentarius (Guideline for the
Conduct of Food Safety Assessment of Foods Derived
from Recombinant-DNA Plants, CXG 45-2003), yang
memberikan pedoman internasional pengkajian ke-
amanan pangan PRG. Hampir setiap negara menyu-
sun peraturan tentang pengkajian keamanan hayati
pemanfaatan PRG dengan mengacu pada sistem ba-
ku yang selalu diharmonisasikan, baik dalam forum
regional maupun internasional. Selain itu, setiap
negara juga mempunyai sistem tersendiri sehingga
proses perizinan komersialisasi PRG dapat berbeda
antar negara. Meskipun regulasi yang harus dilewati
bervariasi, kini lebih dari 100 event PRG telah mem-
peroleh izin pelepasan secara komersial di berbagai
negara dan perkembangan penanaman serta peman-
faatan tanaman PRG telah berkembang pesat di
dunia. Sejak pertama kali ditanam untuk tujuan
komersial di tiga negara pada tahun 1996 dengan luas
tanam sekitar 1,6 juta hektar, kini tanaman PRG telah
ditanam di 28 negara dengan luas tanam sekitar 189,8
juta hektar, dengan empat komoditas utama, yaitu
kapas, jagung, kedelai, dan kanola (James 2017).
Meskipun demikian, proses perizinan pelepasan
varietas PRG masih dianggap memerlukan waktu
yang lama dan biaya yang besar. Hasil survei menun-
jukkan bahwa biaya rata-rata untuk proses pengem-
bangan dan pelepasan PRG oleh perusahaan swasta
sebesar USD 136 juta dan diperlukan waktu kumulatif
232,4 bulan atau hampir 20 tahun (McDougall 2011).
Waktu dan biaya yang harus dikeluarkan untuk satu
produk saja tentunya terlalu besar dan di luar ke-
mampuan banyak lembaga penelitian, terutama di
negara berkembang, sehingga menghambat kemaju-
an iptek di bidang rekayasa genetika. Perusahaan
raksasa seperti Monsanto bahkan memutuskan untuk
tidak lagi mengajukan izin pelepasan di Uni Eropa
karena proses perizinannya terlalu lama (Hope 2013).
Situasi ini mendorong ilmuwan di berbagai negara
untuk mengembangkan teknologi yang dapat meng-
hindari regulasi di atas, yang didasarkan atas kekha-
watiran keamanan disisipkannya gen dari organisme
berbeda spesies dan tidak mungkin terjadi secara
alami.
Pada tahun 2013 mulai dipublikasikan teknik-
teknik pemuliaan presisi yang kemudian dikenal
dengan istilah genome editing (Curtin et al. 2013;
Jiang et al. 2013; Qi et al. 2013; Wendt et al. 2013).
Genome editing adalah suatu metode yang menarget
sebuah sekuen DNA di dalam genom suatu
organisme sehingga dapat disisipi, diganti, atau diha-
pus dengan bantuan enzim nuklease yang berfungsi
sebagai gunting molekuler Salah satu metode genome editing, yaitu
clustered regularly interspaced short palindromic
repeats/CRISPR-associated protein 9 (CRISPR/Cas9),
menjadi populer karena lebih mudah penerapannya
Di beberapa negara, tidak adanya
sisipan gen asing dalam produk CRISPR/Cas9 mem-
buatnya dianggap bukan termasuk golongan PRG
2019 Tanaman Hasil Genome Editing dan Tantangan Pengaturan Keamanannya:
sehingga regulasi pelepasannya lebih mudah . Saat ini, beberapa
produk CRISPR/Cas9 sudah dirakit di luar negeri dan
sebentar lagi akan memasuki pasar dunia. Di
Indonesia usaha perakitannya juga telah dimulai
beberapa tahun lalu, namun masih pada faseawal
(Santoso 2015). Mengingat perkembangan produk
tanaman hasil genome editing ini demikian pesat,
Indonesia saat ini perlu untuk mulai merumuskan
regulasi yang dipandang cocok untuk pemanfaatan
produk hasil genome editing ini.
Banyak pendapat menyatakan bahwa genome
editing pada tanaman berpotensi besar dalam ke-
tahanan pangan yang berkelanjutan untuk mengha-
dapi ancaman perubahan iklim, penambahan pen-
duduk, dan penyusutan lahan pertanian (Bogdanove
et al. 2018). Namun, jika regulasi untuk penelitian dan
pemanfaatannya diatur seperti regulasi tanaman PRG
yang memerlukan waktu lama dan biaya mahal,
kondisi ini tentu akan menghambat perkem-
bangan dan pemanfaatan teknologi ini (Voytas dan
Gao 2014; Jones 2015; Bogdanove et al. 2018).
Tinjauan (review) ini akan memberikan informasi
tentang perkembangan teknik genome editing pada
tanaman, analisis risiko keamanan hayatinya bila di-
bandingkan dengan tanaman produk pemuliaan kon-
vensional, serta perbandingan regulasinya di berbagai
negara dalam konteks regulasi produk PRG sebagai
bahan pertimbangan penyusunan peraturan penja-
minan keamanan hayati di Indonesia yang merupa-
kan negara peratifikasi Protokol Cartagena.
TEKNIK-TEKNIK GENOME EDITING UNTUK
PERAKITAN TANAMAN UNGGUL
Teknik genome editing merupakan sebuah tek-
nologi untuk memodifikasi sekuen DNA utas ganda
tertentu dari milyaran sekuen DNA yang ada di dalam
sel hidup (Voytas 2013). Teknologi genome editing
generasi awal memakai perantara oligonuk-
leotida (oligonucleotide-mediated mutagenesis,
OMM), yang disintesis secara kimiawi dan berfungsi
untuk membantu enzim pemulihan DNA dalam me-
nemukan situs spesifik gen dan melakukan peng-
gantian atau penambahan basa DNA (Beetham et al.
1999). Saat ini, generasi terbaru teknologi genome
editing memakai enzim nuclease yang telah di-
modifikasi dengan situs terarah (site-directed
nucleases, SDNs; atau kadang-kadang disebut juga
site-specific nucleases, SSNs), yang mampu melaku-
kan penargetan sangat spesifik pada gen yang di-
inginkan. Pemotongan utas ganda DNA (double
strand breaks, DSBs) oleh enzim SDN akan memicu
mekanisme perbaikan/reparasi DNA di dalam sel ter-
sebut. Jenis reparasi yang dilakukan sel selanjutnya
dapat diarahkan untuk menghasilkan sejumlah modi-
fikasi sekuen DNA, baik berupa penghilangan sekuen
DNA (delesi) maupun penyisipan (insersi) DNA baru
dalam berbagai ukuran (Puchta danFauser 2013).
Kelas utama SDN diketahui ada empat, yaitu
meganuclease (MegaN), zinc finger nucleases (ZFNs),
transcription activator-like effector nucleases
(TALENs), dan CRISPR/Cas9 (Abdallahet al. 2015).
MegaN adalah endonuklease alami yang dapat
mengenali dan memotong sekuen DNA berukuran
besar (12–40 bp). Setelah pemotongan terjadi, sel
akan mengalami reparasi DNA secara alami untuk
rekombinasi atau induksi insersi dan delesi (indel).
Kelemahan MegaN berupa keterbatasan variasienzim
ini dan sekuen targetnya tidak banyak men-
cakup lokus-lokus yang penting. ZFNs merupakan
protein yang mempunyai penempelan spesifik se-
kuen DNA (3 bp). ZFNs dapat mengedit gen spesifik
(20 bp DNA)dari sebuah genom dengan pengga-
bungan 6–8 zinc finger. Protein sintetik ini difusikan
dengan domain katalitik endonuklease FokI utk
menginduksi pemotongan DNA target dan reparasi
DNA. Sementara itu, TALENs adalah enzim restriksi
artifisial yang digabungkan dengan domain katalitik
endonuclease FokI dengan monomer yang sesuai
dari domain penempelan DNA yang dapat diarahkan
pada sekuen nukleotida tertentu pada genom.
Setelah berada di inti sel, nuklease artifisial akan me-
nempel pada situs target, domain FokI akan meng-
alami dimerisasi dan menyebabkan pemotongan
DNA utas ganda pada sekuen target. Sistem CRISPR/
Cas9 merupakan teknologi SDN yang paling mu-
takhir. Dengan CRISPR/Cas9, penargetan DNA dicapai
melalui sebuah RNA penuntun (guide RNA) yang
basa-basanya berpasangan secara spesifik dengan
sekuen target dalam kromosom
Kompleks pasangan RNA dan DNA ini kemudian
dikenali dan dipotong oleh nuklease Cas9.
Hasil akhir pengeditan genom dipengaruhi oleh
jalur reparasi (repair pathway) yang dipakai dan
ketersediaan cetakan untuk reparasi. Dua jalur
reparasi DSB yang telah diketahui, yaitu non-
homologous end joining (NHEJ) dan homologous
recombination (HR) (Voytas 2013; Bortesi danFischer
2015). Dalam mekanisme NHEJ, proses penyam-
bungan kembali kedua utas DNA yang terpotong
dapat menyebabkan terjadinya penyisipan atau
penghilangan sekuen DNA secara acak. Hal ini di-
karenakan sel tidak memiliki rujukan sekuen DNA
yang harus dipulihkan atau mendapatkan rujukan
yang keliru karena utas DNA masing-masing
menempel pada posisi yang salah. Bila mekanisme
NHEJ terjadi pada daerah pengode sebuah gen, dapat
dihasilkan mutasi yang berakibat pada rusaknya atau
hilangnya fungsi produk gen (protein) ini dan
dikenal dengan istilah gene knockout.
Pada mekanisme HR, sebuah cetakan DNA di-
gunakan sebagai rujukan sekuen DNA yang harus
disalin oleh sel saat memperbaiki dan memulihkan
kromosom yang digunting. HR dapat dipakai untuk
memperoleh modifikasi sekuen DNA terarah dengan
mengintroduksi ke sel sebuah SDN untuk meng-
gunting daerah target dan sebuah cetakan yang me-
miliki sekuen yang mirip dengan daerah yang di-
gunting ini . Melalui HR, penambahan (knock-in)
gen utuh secara terarah juga dapat dilakukan dengan
memakai cetakan DNA berisikan satu atau lebih
gen yang diapit oleh sekuen homolog daerah target
Jalur reparasi DSB inilah yang dipakai para
pembuat kebijakan untuk mengategorikan produk-
produk genome editing menjadi tiga tipe, yaitu SDN-1,
SDN-2, dan SDN-3
Pada SDN-1, DSB direparasi dengan mekanisme
NHEJ yang sering menghasilkan kesalahan kecil yang
bersifat acak karena tidak ada cetakan DNA yang di-
berikan pada sel tanaman. Mekanisme ini paling
mirip dengan mutasi alami yang sering ditemukan
dalam pemuliaan berbasis mutasi. Pada SDN-2,
mekanisme reparasi DSB yang dipakai ialah HR,
cetakan DNA ditambahkan sebagai rujukan bagi sel
sehingga perbaikan menghasilkan perubahan DNA
berupa substitusi, penambahan, atau penghilangan
sedikit basa DNA (Podevin et al. 2013). Mutasi se-
macam ini juga sulit dibedakan dengan mutasi alami,
namun jelas bahwa dalam proses pembentukannya
sangat diarahkan oleh manusia. Pada SDN-3, DSB di-
reparasi dengan cara yang sama seperti SDN-2, tetapi
cetakannya berisikan sekuen yang lebih panjang,
bahkan dapat berupa gen atau promotor utuh. Jadi,
hasil akhir SDN-3 serupa dengan transformasi gene-
tik, tetapi lokasi penyisipannya sangat presisi karena
ditargetkan pada daerah spesifik pada genom atau
menggantikan sekuen yang ada pada daerah target,
misalnya untuk keperluan pertukaran promotor
Sistem CRISPR/Cas9 telah berhasil diaplikasikan
untuk memperbaiki sifat-sifat penting pada berbagai
tanaman (Tabel 1). Sifat-sifat penting ini antara
lain ketahanan terhadap penyakit, perbaikan kualitas
dannutrisi tanaman sebagai sumber pangan, dan to-
leransi tanaman terhadap cekaman abiotik. Penerap-
Gambar 1. Tiga tipe genome editing yang dibedakan berdasarkan mekanisme reparasi DSB untuk tujuan perumusan regulasi, yaitu SDN-1,
SDN-2, dan SDN-3
2019 Tanaman Hasil Genome Editing dan Tantangan Pengaturan Keamanannya:
an teknologi ini pada beberapa komoditas tanaman
telah dilakukan memakai berbagai teknik trans-
formasi (transfeksi protoplas, agroinfiltrasi, dan teknik
lain untuk menghasilkan tanaman transgenik yang
stabil), dengan target gen-gen asli tanaman ter-sebut
ataupun transgen
Di dunia, terutama di Amerika Serikat, beberapa
tanaman hasil genome editing telah dikomersialisasi-
kan, antara lain jamur non-browning (Waltz 2016),
kedelai dengan kandungan asam oleat tinggi (Cohen
2019), dan waxy corn (Scheben dan Edwards 2018;
Waltz 2018). Penelitian terkait aplikasi genome
editing, terutama yang memakai teknik CRISPR/
Cas9, juga telah dimulai di Indonesia. Sebagai contoh,
aplikasi teknologi CRISPR telah diuji untuk mengatasi
cekaman biotik penyakit ganoderma pada sawit
(Budiani et al. 2018) dan mempercepat pembungaan
pada anggrek (Ika 2019).Beberapa lembaga peneliti-
an yang telah melakukan rintisan penelitian meng-
gunakan teknik genome editing antara lain Badan
Penelitian dan Pengembangan Pertanian (BB Biogen)
Pusat Penelitian Bioteknologi
dan Bioindustri Indonesia (PPBBI) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) . Kegiatan
penelitian genome editing dengan CRISPR/Cas9 yang
sedang dilakukan di BB Biogen meliputi perbaikan
tanaman padi untuk sifat semi-dwarf, tahan penyakit
hawar daun bakteri, dan peningkatan jumlah bulir
padi ,Disamping itu, BB Biogen
juga melaksanakan genome editing pada tanaman
jeruk, cabai, dan artemisia berturut-turut untuk keta-
hanan penyakit huang long bing (HLB), ketahanan
virus gemini, dan kadar artemisin tinggi
Saat ini, ada perdebatan apakah produk
genome editing perlu diregulasi secara khusus atau
diperlakukan sama seperti produk pemuliaan kon-
vensional yang selama ini dianggap aman dan tidak
diregulasi khusus, seperti persilangan, mutagenesis,
dan fusi protoplas. Regulasi khusus perlu diterapkan
bila suatu metode menghasilkan produk yang me-
miliki potensi bahaya yang berbeda dengan produk
hasil metode konvensional. Sebagai titik awal untuk
mengkaji keamanan produk-produk genome editing,
potensi bahaya dapat diprediksi dengan memban-
dingkan komposisi DNA genom tanaman produk
genome editing dan produk pemuliaan konvensional
seperti hasil persilangan dan mutasi.
Perakitan varietas baru memakai teknik
persilangan sesungguhnya merupakan proses peng-
gabungan DNA dari dua atau lebih tetua. Komposisi
DNA keturunannya berbeda-beda bergantung pada
desain persilangan dan teknik seleksi yang diguna-
kan (Allard 1999). Sebagai contoh, padi toleran kahat
P yang merupakan hasil persilangan balik antara
varietas IR64 dan galur NIL14-4 mengandung 7–11%
DNA NIL14-4 yang dipakai sebagai tetua donor,
meskipun DNA yang diinginkan sebenarnya hanya
sebesar 0,07% atau 278.000 basa dalam QTL Pup1
dari padi Kasalath (Chin et al. 2011). Dalam kasus se-
macam ini, aman atau tidaknya komposisi DNA baru
pada keturunan yang diperoleh tentunya bergantung
pada keamanan kedua tetua yang dipakai . Kedua
tetua padi ini di atas tidak menyintesis zat bera-
cun dalam bulirnya sehingga hasil persilangannya
juga aman untuk dikonsumsi. Namun, jika tetuanya
beracun, misalnya beberapa jenis ubi kayu yang
diketahui mengandung sianida yang cukup tinggi
(Nassar dan Ortiz 2007), tentu ada potensi untuk
Tabel 1. Gen yang telah diedit dengan memakai sistem genome editing pada berbagai spesies tanaman.
Spesies tanaman Gen target Sistem genomeediting Fungsi Referensi
Padi OsERF922 CRISPR/Cas9 Peningkatan ketahanan terhadap penyakit
blas
Wang et al. 2016
SBEIIb dan SBEI CRISPR/Cas9 Kandungan amilosa tinggi Sun et al. 2017
Padi OsMATL CRISPR/Cas9 Induksi haploid Yaoet al. 2018
Gandum TaEDR1 CRISPR/Cas9 Ketahanan terhadap downy mildew Zhang et al. 2017
Jagung ARGO58 CRISPR/Cas9 Toleran kekeringan Shi et al. 2017
Wx1 CRISPR/Cas9 Jagung dengan pati amilopektin tinggi Pioneer 2016
Zm DMP CRISPR/Cas9 Induksi haploid Zhong et al. 2019
Kedelai FAD2-1A dan FAD2-1B TALENs Peningkatan kandungan minyak pada biji Haun et al. 2014
Tomat SlWUS CRISPR/Cas9 Peningkatan ukuran buah Rodríguez-Leal et al.
2017
SIJAZ2 CRISPR/Cas9 Resistensi bakteri Ortigosa et al. 2019
Jeruk CsLOB1 CRISPR/Cas9 Ketahanan terhadap kanker jeruk Jia et al. 2017
Jamur PPO CRISPR/Cas9 Anti-browning Waltz 2016
mewariskan DNA pembawa sifat racun itu ke ke-
turunan hasil persilangannya. Dengan demikian,
produk hasil persilangan konvensional belum tentu
aman karena keamanannya bergantung pada sifat
tetua yang dipakai . Metode persilangan selama ini
tidak dianggap berbahaya dan analisis risiko produk-
nya lebih dititikberatkan pada sifat-sifat yang dimiliki
kedua tetuanya secara khusus dan sifat spesies yang
dimuliakan secara umum.
Metode perakitan varietas lain yang selama ini
juga tidak diregulasi secara khusus ialah teknik
mutasi DNA. Teknik ini memunculkan sifat-sifat baru
dengan cara merusak sekuen DNA yang ada dengan
bantuan zat kimia seperti EMS atau radiasi. Perubah-
an atau mutasi DNA yang dihasilkan meliputi peru-
bahan basa DNA (substitusi, insersi, atau delesi) atau-
pun di level kromosom (terbelah, hilang, terganda-
kan, atau berpindah lokasi) dan terjadi secara acak di
berbagai titik secara tidak terkontrol pada tiap sel
tanaman yang dimutasi (Van De Wiel et al. 2010).
Dari berbagai studi, diperkirakan bahwa penggunaan
EMS sebagai mutagen mengubah 14 basa dari setiap
1.500 basa DNA pada tanaman Arabidopsis, 1 basa
dari 25.000 basa DNA pada gandum, 1 basa dari
60.000 basa DNA pada sawi bunga (Brassica rapa),
dan 1 basauntuk setiap 500.000 basa pada jagung dan
jelai (barley) (Pathirana 2011). Jika angka ini di-
kalikan dengan ukuran genom haploid tiap tanaman,
maka secara total akan ditemukan 1.260.000 mutasi
pada Arabidopsis, 580.000 mutasi pada gandum,
8.083 mutasi pada sawi bunga, 4.600 mutasi pada
jagung, dan 10.600 mutasi pada jelai. Jumlah mutasi
yang besar dan acak ini berpotensi memunculkan
sifat-sifat baru, namun juga sangat berpeluang meng-
ganggu fungsi gen-gen yang ada dan memunculkan
sifat yang tidak diinginkan. Meskipun demikian,
tanaman yang dikembangkan dari individu dengan
kerusakan DNA yang masif seperti di atas dianggap
aman dan tidak harus melalui uji keamanan yang
rumit seperti tanaman transgenik (Kok et al. 2019).
Dibandingkan dengan teknik persilangan dan
mutasi, teknik genome editing sejak awal didesain
untuk mengubah sekuen DNA tertentu saja secara
spesifik (Hsu et al.2014), meskipun pada kasus ter-
tentu terjadi pula perubahan sekuen DNA di luar
target. Fu et al. (2013) melaporkan bahwa akurasi
CRISPR/Cas nuklease belum mencapai 100% karena
gen-gen nontarget dengan perbedaan sekuen hingga
5 basa juga turut diedit. Untuk genom berukuran be-
sar seperti genom manusia, jumlah sekuen nontarget
dengan karakteristik semacam itu dapat mencapai 64
lokasi (Fu et al. 2013) sehingga genome editing
berbasis CRISPR/Cas agak berisiko jika dipakai
secara medis untuk mengedit genom manusia. Untuk
meningkatkan akurasi, Cho et al. (2014) menyaran-
kan penggunaan sekuen target unik dan optimasi
RNA penuntun untuk menghilangkan pengeditan di
luar target. Di samping itu, cara lain untuk menurun-
kan atau menghindari risiko yang ditimbulkan oleh
Cas9 ialah dengan memodifikasi molekul Cas9 itu
sendiri seperti yang ditempuh oleh Kleinstiver et al.
(2016) agar molekul Cas9 memiliki akurasi yang lebih
tinggi dan tidak mengubah DNA lain di luar target
yang telah ditetapkan. Dengan penyempurnaan-
penyempurnaan ini, genome editing berbasis Cas9
menjadi semakin spesifik dan aman dipakai untuk
genome editing tanaman, bahkan manusia, dimana
pengeditan yang tidak spesifik dan di luar target tidak
dapat ditoleransi sama sekali.
Perlu dicatat pula bahwa pengeditan di luar
target dalam genome editing berbasis CRISPR/Cas9
tidak bersifat acak dan hanya terjadi di sekuen DNA
yang mirip dengan gen target (Cho et al. 2014) se-
hingga relatif mudah untuk dilacak dan ditindaklan-
juti bila dianggap berbahaya. Secara teoritis, risiko
yang dihadapi justru lebih besar dalam pemuliaan
berbasis mutasi DNA karena sifatnya yang acak
(Purnhagen et al. 2018) sehingga keseluruhan DNA
dalam genom harus disekuensing bila semua peru-
bahan yang tidak spesifik perlu dicek keberadaannya
dan dihilangkan. Namun, peraturan produk hasil mu-
tasi tidak mensyaratkan demikian, dan penghilangan
sifat-sifat yang tidak diinginkan hanya dilakukan
dengan pengamatan sifat secara fisik tanpa ada
analisis DNA yang mendalam. Walaupun demikian,
dengan pengamatan fisik inipun ternyata track record
keamanan hayati produk hasil mutasi DNA konven-
sional sangat baik (Urnov et al. 2018) dan tidak ada
insiden yang mengemuka dalam beberapa dekade
terakhir sejak produk hasil mutasi DNA pertama di-
lepas ke masyarakat.
Tanaman hasil genome editing yang gen-gen
molekul pengedit genomnya telah dibuang justru
mengalami perubahan komposisi DNAyang paling
kecil dan mudah dilacak dibanding dengan metode
lain yang selama ini dianggap aman seperti persilang-
an dan mutasi DNA konvensional. Selain itu, tidak ada
materi DNA asing yang masuk ke dalam genom
tanaman hasil genome editing kategori SDN-1, serta
SDN-2 dan SDN-3 yang didesain untuk menyerupai
mutasi dan gen alami. Oleh karenanya, regulasi yang
selama ini mengatur pemuliaan berbasis persilangan
dan mutasi konvensional semestinya juga sudah
cukup untuk memastikan keamanan produk genome
editing . Peng-
khususan regulasi untuk produk genome editing
2019 Tanaman Hasil Genome Editing dan Tantangan Pengaturan Keamanannya:
mengisyaratkan bahwa ada risiko unik yang hanya
mungkin ditimbulkan oleh metode ini. Semestinya,
pengambilan kebijakan seperti ini perlu didefinisikan
secara jelas dan risiko yang ingin dihindari harus
dapat diuji secara ilmiah sebelum dijadikan aturan
baku. Rumusan yang jelas dan dapat diuji tentang
bahaya unik metode genome editing akan memudah-
kan pengguna metode ini untuk mengambil langkah-
langkah pencegahan agar bahaya yang mungkin
muncul dapat dihindari. Rumusan yang spesifik ten-
tang bahaya yang hanya ada dalam metode genome
editing juga akan mencegah penggunaan aturan
khusus ini untuk melarang atau mendelegitimasi
metode lain yang selama ini dinyatakan aman, seperti
pemu-liaan berbasis mutasi, mengingat metode
mutasi memiliki efek perubahan DNA yang lebih luas
dan banyak daripada produk hasil teknik pemuliaan
lain
Dalam proses penyusunan regulasi untuk
genome editing, regulasi PRG sangat relevan untuk
dipertimbangkan mengingat sebagian metode
genome editing juga memakai teknik rekayasa
genetik dalam proses perakitannya. Secara umum,
negara-negara di dunia mengatur PRG berdasarkan
sifat produk atau proses perakitan produk ini
(Sprink et al. 2016). Regulasi berbasis proses seperti
Protokol Cartagena mengatur secara khusus produk
yang dirakit melalui proses tertentu, sedangkan
regulasi berdasarkan produk tidak akan melihat
metode perakitan tetapi lebih fokus pada sifat produk
yang dihasilkan. Aturan khusus yang diterapkan
berupa kajian keamanan hayati, baik dalam aspek
kesehatan manusia maupun lingkungan.
Pedoman pengkajian keamanan hayati yang di-
gunakan semua negara telah baku, yaitu Codex
Alimentarius tahun 2003(Haslberger 2003). Negara-
negara di dunia disarankan untuk mengkaji PRG
sesuai dengan pedoman ini , walaupun setiap
negara mempunyai kerangka kerjadan mekanisme
yang berbeda-beda. Codex Alimentarius menyaran-
kan pengkajian atas tiga kriteria, yaitu infomasi ge-
netik (donor dan penerima), kesetaraan substansial,
dan toksisitas terhadap kesehatan, ditambah dengan
dampak terhadap spesies non-target dan peluang
geneflow serta horizontal transfer untuk benih
(keamanan lingkungan).
Indonesia sebagai salah satu negara yang mera-
tifikasi Protokol Cartagena pada tahun 2004 men-
dasarkan regulasi PRG pada proses atau metode
perakitan yang dipakai . Hal ini jelas tertera dalam
PP No. 21 Tahun 2005 tentang Pedoman Pengkajian
Keamanan Hayati PRG. Indonesia telah menerbitkan
beberapa regulasi terkait pemanfaatan PRG ini,
antara lain UU No. 16 Tahun 1996 tentang Pangan
yang kemudian direvisi dengan UU No. 18 Tahun
2012, yang menyatakan bahwa sebelum diedarkan
semua PRG harus terlebih dahulu lolos uji keamanan
hayati.
Gambar 2. Peluang relatif metode-metode pemuliaan untuk menghasilkan perubahan genetik yang tidak diinginkan ke dalam genom tanaman.
Daerah berwarna abu-abu menggambarkan derajat relatif potensi perubahan yang tidak diinginkan, sedangkan daerah berwarna
hitam menggambarkan derajat relatif disrupsi genetik yang dapat diakibatkan metode pemuliaan masing-masing menurut komite
Dewan Riset Nasional Amerika Serikat
Amerika Serikat merupakan salah satu negara
yang tidak meratifikasi Protokol Cartagena, namun
regulasi PRG-nya sebenarnya juga dipengaruhi oleh
proses apa yang dipakai untuk menghasilkan
produk ini
Secara umum, Code of Federal Regulations Title 7
part 340 mengatur bahwa regulasi dan pengujian
ekstra hanya diperlukan apabila pengembangan
suatu tanaman melibatkan organisme donor, pene-
rima, vektor ataupun agen vektor yang berasal dari
organisme yang dikategorikan sebagai hama atau pe-
nyakit tanaman, atau yang tidak diketahui klasifikasi-
nya (Camacho et al. 2014). Dengan demikian, baik
tanaman transgenik maupun produk genome editing
tidak diregulasi khusus selama memenuhi kriteria di
atas, meskipun kenyataannya mayoritas tanaman
transgenik terkena regulasi karena memakai
transformasi dengan Agrobacterium (bakteri patogen
tanaman) dan promotor 35S dari virus patogen
tanaman (Marchant dan Stevens 2015).
Camacho et al. (2014) mengompilasi jenis-jenis
tanaman yang selama ini tidak diregulasi di AS dan
merumuskan garis besar sifat tanaman-tanaman
ini . Tanaman transgenik hasil metode biolistik
yang tidak membawa DNA hama/penyakit tanaman
tidak diregulasi. Demikian pula, produk cisgenesis
dan intragenesis, yang murni memakai DNA
tanaman itu sendiri atau kerabat yang dapat disilang,
juga lolos dari regulasi selama tidak ditransformasi
melalui perantaraan Agrobacterium. Keturunan hasil
persilangan dengan tanaman transgenik yang tidak
mewarisi DNA rekombinan dari tetua transgeniknya
juga dianggap tidak perlu diregulasi. Sementara untuk
produk genome editing, selama editing yang dilaku-
kan hanya bersifat delesi, produk akhirnya tidak di-
regulasi karena tidak ada materi genetik baru yang
masuk ke tanaman ini . Namun, produk genome
editing baik yang sifatnya substitusi maupun insersi
basa secara kasus per kasus ada kemung-kinan harus
diregulasi.
Tabel 2. Perbandingan perumusan regulasi genome editing di berbagai negara di dunia (Eckerstorfer et al. 2019).
Negara Pendekatan penyusunan regulasi
saat ini
Perkembangan penyusunan regulasi
genome editing Status perizinan produk genome editing
Afrika Selatan Regulasi PRG berlaku juga untuk
produk genome editing
Diskusi untuk mengamandemen aturan
tengah berjalan
Belum ada pengajuan izin pelepasan, ada
produk genome editing di Fasilitas Uji
Terbatas
Amerika
Serikat
Menentukan apakah produk
tertentu harus diregulasi khusus
Konsultasi tentang kebijakan untuk
menghilangkan regulasi produk hasil
teknik tertentu (contohnya, cisgenesis)
Telah terbit izin beberapa produk genome
editing untuk dilepas tanpa melalui regulasi
PRG, beberapa pengajuan izin tengah
dievaluasi
Argentina Menentukan apakah produk
genome editing diregulasi seperti
PRG
Penerbitan resolusi tambahan tahun 2015
(Resolution No. 173/2015) yang
menentukan kriteria kasus per kasus
tentang status regulasi produk genome
editing
Hingga Juni 2018 telah dievaluasi 12
pengajuan izin, 10 izin di antaranya produk
genome editing (kebanyakan tanaman), dan
kebanyakan diputuskan untuk tidak diregulasi
seperti PRG
Australia Menentukan apakah proses
genome editing diregulasi seperti
PRG
Office of the Gene Technology Regulator
mengusulkan amandemen teknis aturan
yang ada, sedang dalam proses
konsultasi
Belum ada pengajuan izin pelepasan tak
terbatas (unconfined release), namun ada uji
lapang produk genome editing
Brasil Menentukan apakah produk
genome editing diregulasi seperti
PRG
Penerbitan resolusi tambahan pada
Januari 2018 (Normative Resolution No.
16) yang mirip dengan resolusi tambahan
Argentina tahun 2015
Ada produk genome editing di Fasilitas Uji
Terbatas, dua ragi produk genome editing
dievaluasi dengan aturan baru dan diputuskan
untuk tidak diregulasi
Kanada Menentukan apakah produk
genome editing memiliki sifat baru
Pengkajian kembali hal-hal yang
diperlukan untuk analisis risiko tengah
dilakukan
Beberapa izin pelepasan telah diberikan
(seperti kentang cisgenik, rapeseed hasil
genome editing)
Norwegia Menentukan apakah teknik
pemuliaan baru tertentu perlu
diregulasi seperti PRG
Diskusi teknis untuk menentukan langkah
yang perlu diambil (berpedoman pada Uni
Eropa)
Belum ada pengajuan izin pelepasan, ada
produk genome editing di Fasilitas Uji
Terbatas
Selandia Baru Seluruh produk genome editing
diregulasi seperti PRG,
perkecualian hanya diberikan
pada mutasi kimiawi atau radiasi
Pemerintah menganut kebijakan bahwa
keputusan teknis ada di New Zealand
Environmental Protection Agency, dan
tidak ada rencana perubahan aturan
dalam waktu dekat
Pemanfaatan genome editing sebatas di level
penelitian, beberapa produk telah diputuskan
untuk diregulasi seperti PRG
Swiss Menentukan apakah jenis genome
editing tertentu perlu diregulasi
seperti PRG
Diskusi dengan stakeholder untuk
menggali informasi dalam menyusun
regulasi masa depan
Belum ada pengajuan izin, ada uji lapang
beberapa produk genome editing
Uni Eropa Menentukan apakah jenis genome
editing tertentu perlu diregulasi
seperti PRG
Tidak ada perubahan aturan (Directive
2001/18/EC), namun Mahkamah Uni
Eropa memutuskan bahwa genome
editing diregulasi seperti PRG
Tidak ada pengajuan izin pelepasan atau
penjualan di level Eropa, tapi ada beberapa uji
lapang produk hasil genome editing
Pendekatan regulasi yang berbeda dilakukan
oleh Kanada, yang meskipun tercatat sebagai negara
yang menandatangani pengajuan Protokol Cartagena,
namun akhirnya tidak meratifikasi protokol ini
(Convention on Biological Diversity 2018). Sistem
regulasi di Kanada berbasis produk dan bukan proses
perakitan tanamannya (Eckerstorfer et al. 2019). Izin
pelepasan varietas baru harus melewati regulasi
khusus ketika varietas yang akan dilepas memiliki
sifat baru (novel trait) yang belum ada sebelumnya,
tanpa memandang metode yang dipakai untuk
merakitnya (Tabel 2). Sebagai contoh, sifat ketahan-
an terhadap herbisida biasanya selalu dianggap
sebagai sifat baru dan diregulasi khusus, meskipun
tanaman ini dihasilkan dari metode persilangan
tradisional. Hal ini dikarenakan evaluasi keamanan
lingkungan di sana dirancang untuk mencegah dam-
pak negatif seperti tanaman menjadi gulma atau
invasif, sifat baru ditransfer ke kerabat liar, tanaman
menjadi pengganggu tanaman lain, tanaman atau
produk gennya membahayakan spesies non-target,
atau tanaman mengancam keanekaragaman hayati
(Smyth dan McHughen 2008). Dengan demikian,
pemulia tanaman yang memakai teknik genome
editing di Kanada hanya perlu mempertimbangkan
sifat yang ingin ditambahkan pada tanamannya
karena regulasi yang ada lebih ditekankan pada sifat
ini dan bukan pada metode penyisipannya.
Apabila sifat yang ditambahkan sebelumnya sudah
ada di alam pada spesies yang sama, produknya tidak
diatur secara khusus.
Di negara-negara peratifikasi Protokol
Cartagena, tanpa adanya peraturan khusus tentang
produk genome editing maka tanaman hasil tekno-
logi ini dapat ditafsirkan mengikuti regulasi PRG
(Whelan dan Lema 2015). Hal ini disebabkan karena
proses genome editing melibatkan teknik rekombinan
DNA secara in vitro yang dalam Protokol Cartagena
merupakan proses yang harus diregulasi khusus
pelepasannya. Brasil merupakan salah satu negara
peratifikasi Protokol Cartagena yang menerbitkan
regulasi khusus untuk produk genome editing yang
dituangkan dalam National Biosafety Technical
Commission Normative Resolution No. 16 tanggal 15
Januari 2018 (National Biosafety Technical
Commission 2018). Resolusi normatif ini mengatur
bahwa CTNBio, komisi teknis keamanan hayati Brasil,
dapat secara kasus per kasus memutuskan beberapa
tanaman produk inovasi pemuliaan tanaman seperti
genome editing untuk tidak diregulasi seperti PRG.
Produk inovasi pemuliaan yang dapat diajukan harus
memiliki minimal salah satu karakteristik berikut:
1. Tidak mengandung DNA/RNA rekombinan jika
merupakan keturunan tanaman PRG.
2. Produk diperoleh melalui teknik DNA/RNA yang
tidak bermultiplikasi dalam sel hidup.
3. Produk hasil teknik penghasil mutasi spesifik pada
sekuen tertentu yang menyebabkan bertambah-
nya atau hilangnya fungsi gen, namun terbukti
tidak mengandung DNA/RNA rekombinan.
4. Produk hasil teknik yang mengakibatkan ekspresi
DNA/RNA rekombinan untuk sementara maupun
permanen, namun tidak ada introgresi DNA/RNA
ini pada produk akhir.
5. Produk hasil teknik yang memakai DNA/RNA
yang tidak memodifikasi genom inang secara
permanen, atau terserap secara sistemik maupun
non-sistemik.
Resolusi ini juga mengatur bahwa ada
beberapa dokumen yang harus diserahkan untuk
dapat mengajukan pengecualian ini pada CTNBio.
Beberapa informasi berikut ini tentang tetua produk
harus disampaikan:
1. Identitas teknologi genetik, tujuan, dan target
penggunaan tanaman dan produk turunannya.
2. Klasifikasi taksonomis mendetail tanaman yang
diajukan.
3. Klasifikasi risiko PRG sesuai Resolusi Normatif No.
2 tanggal 27 November 2006.
4. Gen-gen atau elemen genetik yang dimanipulasi,
asal organismenya, dan fungsinya.
5. Strategi genetik yang dipakai untuk menghasil-
kan modifikasi serta peta genetik mendetail
konstruk yang dipakai .
6. Karakterisasi molekuler hasil manipulasi genetik
(tetua ataupun produk akhir), dan jika memung-
kinkan ditambah informasi tentang jumlah
sekuen/alel yang dimanipulasi, lokasi sekuen/alel
ini dalam genom (jika tersedia), dan
identifikasi modifikasi off-target jika ada.
7. Detail produk ekspresi segmen genom yang di-
manipulasi.
Turunan tetua di atas ataupun produk akhir
harus dilengkapi beberapa keterangan sebagai
berikut:
1. Bukti tidak adanya DNA/RNA rekombinan ber-
dasarkan analisis molekuler.
2. Kemungkinan DNA/RNA yang dipakai ,baik se-
cara topikal maupun sistemik, untuk terekom-
binasi dan terinsersi ke spesies target ataupun
non-target.
3. Apakah produk yang diajukan telah dilepas secara
komersial di negara lain.
4. Jika produk memakai prinsip gene drive
untuk menyebarkan sifat ke populasi organisme
ini , perlu dijelaskan cara untuk memonitor-
nya memakai minimal dua pendekatan.
5. Bagaimana kemungkinan adanya efek samping
teknologi yang mungkin muncul dalam produk
yang dikaji.
Dari persyaratan-persyaratan di atas, jelas bah-
wa masih ada prosedur yang cukup kompleks untuk
mendapatkan pengecualian dalam menjalani regu-
lasi produk PRG di Brasil, meskipun persyaratan ter-
sebut masih lebih ringan daripada regulasi PRG se-
cara keseluruhan. Langkah Brasil ini juga menunjuk-
kan bahwa negara peratifikasi Protokol Cartagena
seperti Indonesia juga dapat menerbitkan aturan
pengecualian untuk produk-produk tertentu agar
tidak harus menjalani regulasi seperti PRG. Sampai
saat ini, banyak negara di dunia yang sedang merevisi
dan menyusun regulasi untuk PRG dan produk hasil
genome editing dengan memerhatikan regulasi yang
berlaku di negara lain, terutama Amerika Serikat,
Kanada, Australia, Uni Eropa, Argentina, dan Brasil.
Namun demikian, hanya negara-negara Uni Eropa
yang mengategorikan seluruh produk genome editing
sebagai PRG
Genome editing merupakan teknologi terbaru
untuk merakit tanaman unggul, yang meskipun
dalam prosesnya memakai teknologi rekom-
binan DNA, produk akhirnya dapat didesain untuk
tidak mengandung DNA asing. Beberapa produknya
tidak dapat dibedakan, baik secara fisik maupun
genetik, dengan tanaman hasil mutasi konvensional
sehingga di beberapa negara produk-produk ini
dianggap aman dan tidak diatur sebagai tanaman
PRG. Aturan yang telah dirumuskan di negara-negara
lain untuk tanaman hasil genome editing dapat di-
pertimbangkan untuk diadopsi di Indonesia, terutama
aturan yang diterapkan di negara sesama peratifikasi
Protokol Cartagena dan pemilik mega biodiversitas
seperti Brasil. Jika seluruh produk genome editing di-
perlakukan seperti PRG, nasib teknologi ini akan
mengikuti teknologi rekayasa genetic yang penerap-
annya hingga kini terhambat, baik di dunia maupun di
Indonesia. Padahal genome editing berpotensi untuk
mempercepat proses pemuliaan komoditas-komodi-
tas pertanian guna menjamin keberlangsungan ke-
tahanan pangan, di era di mana perubahan iklim ber-
langsung begitu cepat dan memengaruhi laju pe-
ningkatan produksi pertanian di Indonesia dan dunia.
.jpeg)
.jpeg)
